Принцип работы бетононасоса

Для того, чтобы ускорить и облегчить подачу бетона на стройке, используют разнообразное оборудование — лотки, бадьи, ленточные конвейеры, бетононасосы. Наиболее удобным способом транспортировки любых текучих субстанций являются трубы. Доставлять к месту бетонирования смесь по бетонопроводу проще, чем бадьями или даже с помощью ленточного конвейера. Для нагнетания бетона используют специальные агрегаты бетононасосы.

• Конструкции бетононасосов
• Принцип работы бетононасоса
• Транспортировка бетона
• Сфера использования бетононасосов и их преимущества

Достоинства использования бетононасосов

1. Можно обеспечить непрерывный процесс укладки. Остановка бетонирования снижает качество готового материала, так как частично затвердевшая смесь плохо сцепляется со свежей, только что приготовленной.
2. С помощью бетононасосов соответствующей мощности можно легко подать смесь на высоту. Если ленточные транспортеры при горизонтальном перемещении смеси могут даже превосходить характеристики бетононасоса, то для вертикальной ее доставки нужно применять специальные устройства по типу нории.
3. Доставка бетона по трубам позволяет переместить большой объем в кратчайшие сроки. При использовании бадей скорость уменьшается из-за необходимости загрузки бетона в них, а так же небольшой скорости передвижения крана.
4. Для перемещения смеси с помощью бадей нужен смонтированный кран, вылет стрелы которого ограничен. Если к тому же нужно дополнительно передвигаться по подкрановым путям время доставки еще больше увеличивается. Бетононасос в нем не нуждается.
5. Иногда, например при уже смонтированном перекрытии подать бадью сверху уже невозможно, зато легко можно подвести бетонопровод.
6. Бетонопроводы компактны и не занимают много места в отличие от ленточных транспортеров.
7. Смонтировать трубы быстрее, чем установить секции конвейера.
8. При перемещении смеси по трубам потери воды минимальны (даже через испарение) это положительно сказывается на качестве бетона. Особенно важен данный факт, когда между местом приготовления (или разгрузки) и местом укладки большое расстояние.
9. Бетонирование с помощью бетононасоса требует меньшего количества строителей, чем с использованием других методов. Вкупе с сокращением сроков на выполнение работ это снижает затраты на заработную плату.

Для работы с бетононасосом не нужна большая бригада

Недостатки использования бетононасосов

1. Это не самое дешевое строительное оборудование, поэтому затраты на его закупку (или аренду) все таки велики.
2. Требуется монтаж бетонопровода, что тоже отнимает время. Ситуация решается с помощью подвесных труб на стреле, но радиус их вылета ограничен.
3. Если требуется точечная заливка небольших мест (например, при монтаже сборно-монолитных конструкций) то выгоднее использовать другие методы транспортировки бетона.
4. Механизмы насоса и трубы даже изготовленные из специальных материалов с использованием защитных покрытий устойчивых к истиранию все равно изнашиваются, особенно при перемещении смеси с твердыми заполнителями, обладающими абразивными свойствами.

Конструкции бетононасосов

Для перекачивания жидкостей используют множество принципов — эжекция, использование центробежной силы, использование мембран и т. п. Как и понятно не все они подходят для подачи бетона. Кроме того если для многих насосов важен не только напор после него и создаваемое разряжение на входе (всас или в других документах всос, подъем) в бетононасос смесь подается прямо к заборнику. Поэтому подавляющее большинство существующих насосов всего трех типов — рассмотрим их подробнее, отметим достоинства и недостатки каждого.

Поршневой насос

Конструкция поршневого бетононасоса

Бетон из смесителя или транспортных средств поступает в приемный бункер.

Его емкость подбирается такой, чтобы обеспечить непрерывный процесс.

Например, расход смеси 10 м3 в час, и машины, привозящие тоже по 10 м³, приходят тоже каждый час.

Чтобы не было перерыва в работе емкость бункера будет 12-15 м³, чтобы не было остановки подачи при задержке транспорта.

Так работают насосы совместно с автобетоносмесителями

1. Для того чтобы смесь в бункере не расслаивалась как правило его снабжают дополнительным перемешивающим устройством.
2. Цилиндр насоса связан с приемником через заслонку (шибер) при обратном ходе поршня она открывается, и порция смеси поступает в него.
3. Когда поршень доходит до задней крайней точки шибер связывающий цилиндр с бункером закрывается, открывается другой, который перекрывал до этого выход в бетонопровод.
4. При прямом ходе поршня порция смеси выталкивается в бетонопровод.

Для придания движения поршням чаще всего используется не знакомый многим по автомобильным двигателям кривошипно-шатунный механизм (такая конструкция была только в очень старых агрегатах), а гидравлические цилиндры. Поток масла в них регулируется распределителем. Таким образом, обеспечивается необходимое усилие и надежность работы системы.

Открытие и закрытие шиберов также чаще всего управляется гидравликой, хотя возможен и механический привод. Для того чтобы снизить пульсации смеси в бетонопроводе вместо одного цилиндра устанавливают два и очень редко больше.

Достоинства поршневого насоса

1. Хороший напор. Если нужно подавать смесь на большую высоту или расстояние с этой задачей справляются только поршневые насосы.
2. Большая производительность благодаря этому почти 75 % выпускаемых бетононасосов поршневые.

Недостатки поршневой системы

1. Данная система сложнее других. Требуются механизмы для согласования движения шибера и поршня, распределители управляющие гидравликой. Также нужно продумывать систему смазки мест контакта поршней с поверхностью цилиндра.
2. Нужен гидравлический насос, который служит для создания необходимого давления в гидравлических цилиндрах, которые в свою очередь толкают рабочие. Хотя в случае монтажа агрегата на автомашине удобнее связь с ее двигателем через гидравлику, а не систему передач и карданных валов.
3. Быстрый износ мест примыкания шиберов с входными и выходными патрубками, а также износ самих шиберов.
4. Неравномерность подачи смеси. Даже у насосов с двумя цилиндрами пульсации довольно заметны. Хотя это и не такая уже большая проблема, так как укладка все равно продолжается, но оперировать с выходным патрубком бетонопровода менее удобно.

Роторные насосы

Конструкция роторного бетононасоса

По конструкции эти насосы гораздо проще. Принцип их работы легко объяснить наглядно. Пройдитесь, гуськом ставя ногу за ногой по шлангу, наполненному водой или другой жидкостью, она будет выдавливаться из него. Так работает и роторный насос.

Его выходной патрубок связан с гибким бетонопроводом, который сразу после выхода из бункера уложен полукругом на жестком основании. Ротор с роликами катается по нему и выдавливает смесь.

Этот тип насоса тоже имеет как плюсы, так и минусы.

Плюсы роторных бетононасосов

1. Несложный механизм. Бетононасос этого типа включает в себя приемный бункер, ротор с роликами и приводом и корпус в котором он расположен совместно с гибкой частью бетонопровода.
2. Пульсации на выходе, они хотя и меньше, чем у поршневой системы, но все равно могут быть ощутимы, особенно при небольшом количестве роликов на роторе.
3. Бесшумная работа.
4. Небольшие габариты и вес.

Недостатки роторного механизма

1. Меньший напор и производительность чем у поршневых конструкций.
2. Большой износ гибкой части напорного участка бетонопровода (хотя его можно считать расходным материалом).
3. Невозможность работать со смесями, в которые входит крупный заполнитель. Не рекомендуется использовать этот тип для бетонов, в которые включен щебень или гравий фракцией более 10 мм.

Шнековый бетононасос

Конструкция шнекового бетононасоса

Несколько реже применяющаяся конструкция. Тоже отличается простотой. Принцип действия легко объяснить на примере известной всем мясорубки. Рабочий орган у этого агрегата шнек (винт Архимеда).

При его вращении происходит продавливание смеси от приемного бункера в трубы. 

Так же работает и шнековый насос, вместо оболочки бетонопровод, вместо сала с мясом цемент, песок и бетон

Достоинства

Стационарный шнековый бетононасос

Компактный шнековый насос для раствора без крупного заполнителя

1. Высокая производительность, хотя все же меньше чем у поршневых систем.
2. Простая конструкция и небольшие габариты.
3. Плавная подача.
4. Шнек и корпус изнашиваются меньше чем гибкий участок бетонопровода у роторной системы.
5. Возможность работать со смесями, включающими крупные заполнители.
6. Легко реализуемый реверс (движение смеси в обратном направлении), это позволяет в большинстве случаев просто устранять образующиеся в бетонопроводе пробки.

Минусы

Низкий напор, система не предназначена для подачи смеси на большую высоту и расстояния.

Принцип работы бетононасоса

Поршневые системы

В большей части механизмов используется именно этот принцип работы. Поршень, двигаясь назад, всасывает определенное количество раствора из бетоноприемника, затем выталкивает его в бетонопровод — рукав, по которому смесь поступает к месту строительства. Одним из главных элементов системы является шиберный затвор. При всасывании раствора он открывает бетоноприемник, а при выталкивании его закрывает, обеспечивая поступление смеси в бетонопровод.

Поршневые бетононасосы способны работать от механического привода или при помощи гидравлической системы.

Последняя сейчас используется в подавляющем большинстве агрегатов.

Причина популярности — большее создаваемое давление, оно гарантирует значительное увеличение мощности бетононасосов.

Если сравнивать с шатунными механизмами, то гидравлика обеспечивает больший ход поршня, его более плавное движение.

Есть у нее и слабые стороны: первый недостаток — пульсация подачи раствора, другой существенный минус — плотное соприкосновение стенок камеры с поршнем. Благодаря ему попавшие между «молотом и наковальней» микрочастицы усиливают износ этих элементов.

Поэтому одноцилиндровые бетононасосы используют редко.

Более совершенные поршневые агрегаты с 2 цилиндрами, работающими попеременно, значительно уменьшают износ, а также гарантируют бесперебойную и плавную работу бетононасоса.

Гидравлические системы разделяются на водяные и масляные. Последние устройства обеспечивают вдвойне большее давление, максимальную надежность и долговечность.

Достоинства поршневых насосов:

• отличный напор, благодаря которому можно подавать раствор на большое расстояние либо высоту;
• впечатляющая производительность.

Беспоршневые роторные системы

Список беспоршневых устройств немного больше, однако более распространенным стал роторный тип бетононасоса. Его основа — вал, на нем закреплены прорезиненные прижимные ролики. При вращении ротора они двигают бетонную смесь от бетоноприемника к выходу, продавливая эластичный шланг-бетоновод. Благодаря реверсу двигателя воздушные карманы и заторы раствора легко устраняются.

Минусы у роторной системы все же есть. Она довольно часто выходит из строя из-за износа резиновых уплотнителей, повреждения армированного шланга абразивным раствором. Однако устраняются эти проблемы довольно легко. Если сравнивать роторные системы с поршневыми агрегатами, то они сильно уступают в мощности. Крупные наполнители (например, щебень) для этого оборудования также создают трудности, они могут стать причиной отказа техники.

Разновидность роторной беспоршневой системы — шнековый бетононасос, работающий по принципу простой бытовой мясорубки с винтом Архимеда (со шнеком). Несмотря на элементарность такого устройства, шнековый принцип работы до сих пор широко применяется в разнообразных механизмах.

Преимущества роторных бетононасосов:

• несложность механизма и его бесшумная работа;
• небольшой вес и габариты агрегатов.

Существует 2 вида агрегатов — мобильные и стационарные установки.

Последнее оборудование может работать как на электрических, так и на дизельных двигателях.

Техника с электромотором применяется для закрытых строительных площадок.

У нас этот вариант не очень популярен.

Причина проста: бетон для строительства на участке нужен в то время, когда об электричестве речь вообще не идет, — на этапе возведения фундамента. Поэтому в этом случае выбор однозначен — это дизель.

Транспортировка бетона

Для приготовления бетонной смеси в пути следования к строительной площадке используют автобетоносмеситель с насосом. На базе автомобиля крепится бетономешалка с насосом, который подает в процессе транспортировки к объекту застройки ингредиенты бетонной смеси непосредственно в непрерывно вращающийся барабан.

Для подачи бетонной смеси из миксера к месту бетонирования конструкций бетоносмеситель с насосом оборудуется лотковым загрузочно-погрузочным устройством.

Такую технику можно использовать, когда заливать раствор необходимо в тех местах, куда проедет автомобиль

Такие смесители на авто ходу способны приготовить и доставить раствор в объеме от пяти до девяти метров кубических.

Как правило, они располагаются на базе автомобилей ЗИЛ, Урал, КамАЗ, МАЗ, КрАЗ и МЗКТ, которые предназначены для различных нагрузок и работают в любых дорожных условиях.

Сфера использования бетононасосов и их преимущества

В первую очередь бетононасос позволяет осуществить подачу бетона в труднодоступные места. Например, если на участке нет подъездных дорожек. Это позволяет выполнять строительство быстрее.

Из бетононасоса раствор может подаваться на расстояние до 300 метров. При этом высота объекта, в который подается смесь доходит до 80 метров. 

Оборудование этого типа успешно применяется в процессе возведения:

• Эстакад и мостов.
• Сооружений для железных дорог.
• Туннелей.
• Частных загородных домов и городских многоэтажек и много другого.

Благодаря бетононасосу:

• Здания возводятся значительно быстрее. Не нужно тратить силы и время на приготовление раствора и опасаться его преждевременного загустевания или рассловения.
• Строительный раствор подается равномерно и за один раз. Особенно это актуально при монолитном строительстве. Строительная смесь подается сразу из миксера, который непрерывно перемешивает ее. Это также исключает попадание возможного мусора, пыли и грязи.
• Появляется возможность подачи смеси как горизонтально, так и вертикально.
• Можно заменить до 5-10 человек на строительной площадке.

Также существуют современные бетононасосы, оснащенные пультами дистанционного управления.